IBM a dévoilé un module d’optique co-packagé (CPO) qui promet de s’attaquer aux inefficacités qui affectent la communication des centres de données IA.
En intégrant guides d’ondes optiques polymères (PWG) directement dans les systèmes informatiques, la technologie vise à fournir un transfert de données plus rapide et plus économe en énergie pour les utilisateurs exigeants charges de travail.
Le câblage en cuivre comme goulot d’étranglement
Pendant des décennies, les câbles à fibre optique ont constitué l’épine dorsale de la communication de données externes dans les centres de données, gérant de vastes volumes de trafic Internet. Cependant, les systèmes internes de ces installations, où les GPU, les processeurs et d’autres composants interagissent, continuent de s’appuyer sur un câblage électrique en cuivre.
Cette infrastructure obsolète crée des goulots d’étranglement qui entravent le traitement à grande vitesse requis pour les charges de travail d’IA avancées, entraînant un gaspillage d’énergie et une augmentation des coûts.
La nouvelle technologie optique d’IBM vise à relever ces défis en introduisant des vitesses de niveau fibre optique dans l’architecture interne des centres de données.
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Connectivité optique pour semi-conducteurs
Le nouveau module CPO intègre la connectivité optique directement dans les systèmes semi-conducteurs, offrant des améliorations de bande passante jusqu’à 80 fois supérieures à celles des connexions électriques traditionnelles.
Cette avancée pourrait réduire les temps d’arrêt du GPU, accélérer les processus de formation de l’IA et réduire considérablement la consommation d’énergie, positionnant IBM comme un leader dans la quête d’une informatique plus durable..
Le module optique co-packagé d’IBM est construit autour d’un guide d’onde optique en polymère (PWG) technologie, comme expliqué en détail dans un document de recherche IBM. Un guide d’ondes est une structure qui dirige la lumière, permettant une communication optique à haut débit entre les appareils.
L’innovation PWG permet ce que les chercheurs d’IBM appellent « densité en bord de mer », une conception qui accueille six fois plus de fibres optiques à la fois. bord d’une puce photonique en silicium que les solutions existantes. Chaque fibre, bien que légèrement plus large qu’un cheveu humain, peut transmettre des térabits de données par seconde sur des distances allant de quelques centimètres à des centaines de mètres.
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Comment ça marche : Détails techniques
Le module utilise des canaux optiques à pas de 50 micromètres couplés de manière adiabatique à des guides d’ondes photoniques en silicium, garantissant un transfert de données efficace et fiable. IBM a également exploré des configurations avec un pas de 18 micromètres, ouvrant ainsi la voie. permet d’obtenir jusqu’à 128 canaux de connectivité en empilant plusieurs guides d’ondes.
Mukesh Khare, directeur général de la division Semiconducteurs d’IBM, a expliqué l’importance de cette avancée : « Les optiques co-packagées permettent une connectivité optique à haut débit via des fibres assemblées à proximité des accélérateurs, réduisant ainsi le fossé de communication entre les modèles d’IA.”
Au-delà de ses spécifications techniques, le module optique se distingue par son efficacité énergétique. IBM rapporte que la nouvelle technologie pourrait réduire la consommation d’énergie d’un facteur cinq par rapport aux interconnexions électriques traditionnelles de milieu de gamme.
En termes pratiques, cela se traduit par la possibilité de former un grand modèle de langage (LLM) en trois semaines au lieu de trois mois, tout en consommant une fraction de l’énergie. IBM estime que les économies d’énergie réalisées grâce à une seule session de formation en IA pourraient alimenter jusqu’à 5 000 foyers américains pendant une année entière.
Ces réductions concernent non seulement les coûts opérationnels des centres de données, mais également l’impact environnemental de l’énergie. calcul intensif.
Les tests de résistance montrent la durabilité
IBM a soumis le module à des tests de résistance approfondis pour garantir sa fiabilité dans les applications réelles. Les composants ont été exposés à des températures extrêmes allant de-40°C à 125°C, à des conditions d’humidité élevée et à des tests de durabilité mécanique rigoureux.
Les résultats ont confirmé que les interconnexions optiques pouvaient résister à la flexion et à d’autres contraintes sans dégradation. en performances. Ce niveau de durabilité garantit que le module est prêt pour un déploiement à grande échelle dans les centres de données commerciaux.
Le développement du module optique co-packagé d’IBM reflète un effort de collaboration entre les installations internationales. La recherche et la conception ont été réalisées au National Semiconductor Technology Center (NSTC) à Albany, New York, tandis que l’assemblage et les tests des prototypes ont duré lieu à l’usine IBM de Bromont, au Québec.
Ces efforts s’appuient sur l’héritage d’IBM en matière d’innovation en matière de semi-conducteurs, qui comprend des étapes telles que IBM Puce de 2 nanomètres dévoilée en 2021 et avancées en matière de nanofeuillets et de transistors verticaux.
Centre de données Demande de vitesse plus élevée
Les implications de cette innovation s’étendent au-delà de l’IA. Alors que les centres de données sont confrontés à des exigences croissantes en matière de vitesse, d’efficacité et de durabilité, des technologies telles que le module CPO d’IBM pourraient établir de nouvelles normes en matière d’infrastructure informatique.
En s’attaquant aux goulots d’étranglement de la communication interne, le module optique améliore non seulement les performances. des charges de travail de l’IA, mais contribue également à la promotion plus large de systèmes technologiques plus écologiques et plus efficaces.
Dario Gil a souligné l’impact potentiel de la technologie :”Grâce à cette avancée, les puces de demain communiqueront de la même manière que la fibre optique. câbles transporter des données vers et depuis les centres de données, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère de communications plus rapides et plus durables, capables de gérer les charges de travail d’IA du futur.”
